维普资讯 http://www.cqvip.com 第２６卷增刊 青海 电 力 Ｖ０１．２６ ２００７年１２月 ＱＩＮＧＨＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ Ｄｅｃ．，２００７ 无缝钢管超声波横波检测端角影响与Ｋ值选择 邓大勇 （青海电力科学试验研究院，青海西宁８１０００８） 摘 要：无缝钢管接触法横波检测纵向缺陷，ＪＢ／Ｔ４７３０—２００５标准中以人工Ｖ型槽波为基准灵敏度，实际缺 陷为端角反射时，在缺陷表面入射角为３０ 晴况下可能漏检。本文分析了在应用Ｖ型槽确定基准灵敏度情况 下，应注意Ｋ值选择和端角反射对检测结果的影响。 关键词：无缝钢管；超声波； 缺陷；影响 中图分类号：ＴＨ１７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—８１９８（２００７）增一００２６—０２ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｒｎｅｒ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｈｅａｒ Ｗａｖｅ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅａｍｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｅ ａｎｄ Ｋ Ｖａｌｕｅ Ｃｈｏｉｃｅ ＤＥＮＧ Ｄａ—ｙｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＪＢ／Ｔ４７３０—２００５ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｕｓｅ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｔｙｐｅ Ｖ ｇｒｏｏｖｅ ａｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｗｈｅｎ ｓｈｅａｒ ｗａｖｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｍｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｍｅｔｈｏｄ ｄｅｔｅｃｔｓ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｄｅｆｅｃｔ，ａｎｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｄｅｆｅｃｔ ｉｓ ｂｌｏｃｋ ｃｏｒｎｅｒ ｒｅｆｌｅｃ— ｌｉｏｎ，ｍｉｓｓｉｎｇ ｄｅｆｅｃｔｉｏｎ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｍａｙ ｂｅ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｗｈｅｎ ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｄｅｆｅｃｔ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ３０。．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚ— ｅｓ ｔｈｅ ｒｅｇａｒｄｉｎｇ ｏｆ Ｋ ｖａｌｕｅ ｃｈｏｉｃｅ ｗｈｅｎ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｔｙｐｅ Ｖ ｇｒｏｏｖｅ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｂｌｏｃｋ ｃｏｒｎｅｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｅ； ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗａｖｅ；ｄｅｆｅｃｔ； ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ １ 基准灵敏度的调节及缺陷判定 皮等。其中主要缺陷是平行于管轴的径向缺陷， 称为纵向缺陷。利用接触法超声波横波检测无缝 ＪＢ／Ｔ ４７３０—２００５标准中无缝钢管接触法横 钢管纵向缺陷。 波检测纵向缺陷，灵敏度调节是在对比试样上将 内壁人工Ｖ型槽最高波调整值满刻度的８０％， ３人工缺陷与实际缺陷 再移动探头找出外壁人工Ｖ型槽最高波，连接 对比试样人工Ｖ型槽如图１所示。无缝钢 两点为距离波幅曲线作为基准灵敏度。若缺陷回 波幅度大于或等于相应对比试块人工缺陷回波， 管接触法横波检测要求吉≥８０％，一般斜探头Ｋ 则判为不合格。 值≥１，即ｐ≥４５。。为了扫查到内壁须使ｐ≤ ２无缝钢管常见缺陷 ｓｉｎ一 （ ｒ），但在ｐ ｓｉｎ一 （ ｒ）时将会产生表 无缝钢管成型方法一般有穿孔法、高速挤压 面波，使声程偏差增大，所以选择４５。≤８＜ 法，大口径钢管还有锻造轧制法等。常见缺陷与 加工方法有关，有裂纹、折迭、夹层、白点、重 ＳｉｎＩ１‘ ｒ），即图１中ｐｔ＝４５。到 Ｓｉｎ一 （吉） 之间选择。 作者简介：邓大勇（１９６９一），男，工程师，从事电力系统金属监督与检测工作。 收稿日期：２００７—０４一ｌ９ 维普资讯 http://www.cqvip.com 增刊 邓大勇：无缝钢管超声波横波检测端角影响与Ｋ值选择 ２７ 图１ Ｖ型槽与切槽缺陷图 大多数情况下实际缺陷不一定和对比试样人 工Ｖ型槽一样，如图１中开口缺陷，类似横波 端角反射的情况（如缺陷１）。 在探头８下声束入射到人工Ｖ型槽和端角 缺陷的入射角不同，人工Ｖ型槽近似横波倾斜 入射到一个平面；端角缺陷近似横波倾斜入射到 两个垂直平面的端角，声压反射率以不同的方式 变化。由４５。≤ｐ＜ＳｉｎＩ１（百ｒ）可知，声束入射 到人工Ｖ型槽和端角缺陷的最大入射角：在吉 １＼ 趋近于１，且ｐ＝４５。时，ａ 趋近于１５。、ａ端趋近 于４５。，在ｐ趋近于ＳｉｎＩ１（古）时，ａｖ趋近于 ３０。、ａ端趋近于０。。回波高度按一定规律变化如 图２所示。 （２端） （２ｖ） 图２ ｖ型槽与切槽缺陷回波比较 图２中曲线１为Ｖ型槽回波，相当于一光 滑面回波高随入射角变化的情况，当声波入射角 为２．５。时，波幅下降到１／１０，倾斜２．５ 时， 波幅下降到１／１ ０００，此时仪器不能检出。曲线２ 为端角回波随入射角变化的理论计算情况。 ４端角反射的影响 由于实际缺陷的多样性，在缺陷垂直于内壁 表面且为开ＩＳｌ缺陷的情况下，则类似横波端角反 射的情况。由图１看出有可能发生声束在端角缺 陷表面的入射角ａ为３０。的情况，此种情况正好 是人工Ｖ型槽表面接近垂直声波方向。按理论 计算若人工Ｖ型槽表面１００％反射，则端角反射 约为１２％，ｄＢ值相差约为１８ ｄＢ，以人工ｖ型 槽波幅作为基准灵敏度进行缺陷判定，就可能造 成漏检。 在ＧＢ ５７７７和ＧＢ ４１６３标准中都明确规定 人工缺陷反射体为Ｕ型、Ｖ型和矩形槽３种， 并以矩型槽为基准反射体。ＪＢ／Ｔ ４７３０—２００５考 虑到矩型槽作为钢管超声波检测的人工缺陷反射 体不适宜，因为槽深为２．５ ｍｍ以下的矩型槽， 其反射波幅与槽深不是一个单调的递增函数，而 有多重对应关系。换句话说就是较深的槽的反射 波幅未必比较浅的槽的反射波幅高，这样容易引 起混乱，所以选择ｖ型槽为基准反射体，但又 会有因入射角不当而产生端角反射低的问题。 ５ Ｋ值选择 为避免声波在端角缺陷表面的入射角ａ为 ３０。的情况（此种情况正好是人工Ｖ型槽表面接 近垂直声波方向），就要选择适当的Ｋ值避免这 种情况。避免 ＝ ，即ｐ，＝ＳｉｎＩ１（０． ８６６×素）的情形。由８０％≤亩＜１，则４３・８。 ≤ｐ，＜５９。，在此区间选择ｐ，即选择Ｋ值要注意 端角反射问题，当然这是在选择以人工Ｖ型槽 波为基准灵敏度的情况下要考虑的。 参考文献： ［１］全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会组 织编写．超声波探伤［Ｍ］．中国锅炉压力容器安全杂志 社，１９９５ ［２］ＪＢＪＴ４７３０～２００５．承压设备无损检测（Ｓ］．新华出 版社，２００５